Building Information Modeling

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1 Trends für die Bauwirtschaft Building Information Modeling IHM // München // 2017 Stefan Kaufmann, Dipl.-Ing.

2 Bauplanungsprozesse heute Bauherr Bauplanung Vermessung Architektur Tragwerksplanung Bauausführung Elektroplanung HLS Planung Facility Management

3 Informationsverlust durch Brüche beim Datenaustausch Wissen über das Gebäude Bestellung Planung Bau Betrieb Versand Zeit Nach Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 4

4 Erst virtuell, dann real bauen Einfluss auf Gestaltung und Kosten des Gebäudes Kosten durch Planungsänderungen Planungsaufwand BIM-gestützter Planungsprozess Konventioneller Planungsprozess Konzeptioneller Entwurf Entwurfsplanung Ausführungsplanung Ausführung Urheber: MacLeamy Quelle: Source: AIA, Integrated Project Delivery: A Guide

5 Globaler IT-Trend 4.0 Konvergenz von IT-Technologie IT + Telco IT + Consumer Electronics Internet of Everything Systems Integration IT IT + + Design Generation of BIM+GIS+Simulation+Remote Sensing+... Content + Construction BIM+GIS+ERP+MES+Logistics+Autom. Fabrication,... + Building Operation BIM+Security+Condition Monitoring+Service Robotics,... + Finance +

6 Entwicklung der Planungswerkzeuge im Bauwesen BIM? 2D Handzeichnungen 2D CAD Pläne und Berichte 3D CAD Modelle Building Information Model Bild links: Lúcio Costa. Brasilia, Pilot Plan/Plano Piloto, Brasilia, Brazil Drawing, Ink and color pencil on drafting paper. Casa de Lucio Costa.

7 BIM Definition Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler virtueller Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung bereitgestellt werden.

8 Building Information Model - Das semantische Bauwerksmodell Prüfung von Bauteileigenschaften durch formale Regeln in einem IFC-Prüftool Quelle: AEC3 BIM-Beratung München (BIMQ) / Bild: X-BIM

9 Building Information Modeling - Prozess Auftraggeber Informationsanforderungen (AIA) Ziele des BIM-Einsatzes Anforderungen an die Informationserzeugung Standards Prozesse AIA BAP BIM Abwicklungsplan (BAP/BEP) BIM-Anwendungsfälle Rollen und Verantwortlichkeiten Datenaustausch Software (nicht zwingend) Modellierungsrichtlinien Änderungs- und Nutzungsrechte Koordination und Qualitätskontrolle gemeinsame Datenumgebung (CDE) AIA BAP CDE AIA BAP Aus Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 4

10 BIM Kollaboration - Common Data Environments (CDE) Nebenläufigkeit Rollen und Rechte Versionierung Freigabe Mängelmanagement Planableitung Archivierung Bild: Building Information Modeling - Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 214

11 BIM Datenaustausch IFC: Industry Foundation Classes Herstellerneutraler Standard für den verlustarmen Datenaustausch zwischen BIM Anwendungen offen zugängliche Definition der Datenstruktur (ISO Standard 16739) Beschreibung von Gebäuden (Infrastrukturbeschreibung in der Entwicklung) Aktueller Standard ist IFC 4, IFC 2x3 ist weit verbreitet (160 Softwarelösungen) In manchen Ländern (nicht in Deutschland) bereits verbindliches Austauschformat für Vergabe- und Genehmigungsverfahren Lesbarkeit auch nach sehr langer Zeit (Archivierung)

12 Level of Development = Level of Detail + Level of Information LOD 100 LOD 200 LOD 300 LOD 350 LOD 400 LOD 500 Grafische Darstellung der Levels of Development Definition nach American Institute of Architects Quelle: Building Information Modeling - Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 142

13 BIM-Planung: Modellierung dreidimensionale Modellierung Ableiten von assoziativen Schnitten und Grundrissen Katalog vordefinierter, bauspezifischer Objekte (Wände, Türen, Fenster, Stützen, etc.) Parametrische Bauteile Ableitung normgerechter Darstellung in Plänen Wahl unterschiedlicher Planmaßstäbe Oben: Parametrische BIM-Objekte in der Planung Quelle: Autodesk; Unten: BIM-Bewehrungsmodell einer Stütze Quelle: Building Information Modeling - Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 291

14 BIM-Planung: Bauproduktekataloge BIM Bauproduktekataloge Quelle:

15 BIM-Planung: Modellgestützte Simulation Statik Was sind tragende Bauteile Wärmebedarfsberechnung Was sind Fenster? Wie groß sind sie? Tageslichtanalyse Fenster, Ausrichtung Brand- und Evakuierungssimulation Welche Objekte sind Türen? Nachhaltigkeit Modellgestützte Ableitung des statischen Systems aus dem BIM-Modell und FE-Berechnung, Quelle: Building Information Modeling - Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Fachmedien Wiesbaden 2015, S. 286

16 BIM-Planung: Visuelle Simulation - Virtual Reality (VR) Visuelle Bauwerkssimulation mit HTC VIVE Quelle: NODECONSULT

17 BIM-Planung: 4D-Modellierung / Bauablaufsimulation 4D-Modellierung/Bauablaufsimulation Quelle: Autodesk Navisworks

18 BIM-Planung: 5D-Modellierung zur Mengen- und Kostenermittlung BIM-gestützte Mengen- und Kostenermittlung Quelle: Nemetschek Nevaris

19 BIM-Planung: Prüfen des Bauwerksmodells Kollisionskontrolle Einhalten von Abständen Validierung von Fluchtwegen Code Compliance Checking: Überprüfung der Planung auf die Einhaltung von Normen und Richtlinien BIM-gestützte Kollisionskontrolle Quelle: Nemetschek Solibri

20 BIM-Bauausführung: Baufortschrittskontrolle/Abrechnung BIM-gestützte Baufortschrittskontrolle/Abrechnung Quelle: Ceapoint Desite

21 BIM-Bauausführung: Mängelmanagement BIM Collaboration Format (BCF) BIM gestütztes Mängelmanagement Quelle: Nemetschek Solibri

22 BIM-Bauausführung: Mobile Geräte auf der Baustelle Links: Tablet PC auf der Baustelle, Quelle: Tekla BIM Site Rechts: Augmented Reality auf der Baustelle Quelle: DAQRI (

23 BIM Entwicklung First paper about BIM Chuck Eastman The use of computers instead of drawings in building design (March 1975) IAI International Alliance for Interoperability, now buildingsmart 1 st BIM requirements GSA (USA) & Senate Properties (Finland) BIM becomes mandatory in public projects in the UK IFC IFC 2x3 Early BIM research Increasing industry interest in BIM ISO STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) 1 st integrated BIM project HUT-600 in Finland Announcements of UK Government s BIM requirements Stufenplan Digital Design and Construction In Germany ArchiCAD Allplan AutoCAD Architecture National BIM requirements in Finland Revit 1st IPD project in USA Quelle: School of Architecture Prof Arto Kiviniemi 2016

24 Entwicklung der BIM-Standards buildingsmart International ISO/TC 59/SC 13 Information about construction works CEN/TC 442 Building Information Modeling (BIM) DIN Arbeitsausschuss BIM - Building Information Modeling

25 VDI Richtlinien 2552 VDI 2552 Blatt 1 BIM Rahmenrichtlinie VDI 2552 Blatt 2 BIM Begriffe und Definitionen VDI 2552 Blatt 3 BIM Mengen und Controlling VDI 2552 Blatt 4 BIM Modellinhalte und Datenaustausch VDI 2552 Blatt 5 BIM Datenmanagement VDI 2552 Blatt 6 BIM Facility-Management VDI 2552 Blatt 7 BIM Prozesse VDI/buildingSMART 2552 Blatt 8 BIM Qualifikationen VDI 2552 Blatt 9 BIM Klassifikationen

26 Die Rolle der Politik bei der BIM-Einführung in Deutschland Bundesregierung 2015 Ergebnisse der Reformkomission zum Bau von Großprojekten in Deutschland Initiierung der Planen und Bauen 4.0 GmbH BMVI Ende 2015 Stufenplan Digitales Planen und Bauen Umsetzung des BIM Stufenplanes bis 2020 Deutsche Bahn Eigene BIM-Strategie bei der Verkehrswegeplanung Eigene BIM-Standards für den Bereich Hochbau (Station and Service) BMUB 2017 Erlass zur Prüfung der Nutzung von BIM für Bauprojekte des Bundes ab einem Bauvolumen von 5 Mio. Bundesarchitektenkammer Breite BIM-Informationsoffensive der Länderkammern Aktuell: Prüfung der Vertragsrechtlichen Rahmenbedingungen

27 Baubranche Deutschland BIM ist in der deutschen Baubranche noch nicht in der breiten Anwendung. Innovative Unternehmen und Planungsbüros nutzen BIM bereits intensiv bei nationalen und internationalen Projekten. Viele Planungsbüros nutzen bereits BIM-Software, geben aber keine semantischen Bauwerksmodelle weiter. Große Immobilienbetreiber wie z.b. Siemens haben bereits eigene BIM-Standards entwickelt und setzen bereits strukturierte Bauprozesse auf BIM-Grundlage in ihren Projekten ein. Nutzung oft/immer Nutzung niemals 2D 3D Zeichnungen Modelle 3D BIM 4D BIM Nutzung In Zukunft geplant Source: Fraunhofer Institute, Roland Berger, 2015

28 Literatur C. Eastman, P. Teichholz, R. Sacks, K. Liston: BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors, John Wiley + Sons, 2011 André Borrmann, Markus König, Christian Jakob Beetz Building Information Modeling: Technologische Grundlagen und industrielle Praxis (VDI-Buch), Springer Wiesbaden 2015 E. Beck, J.Dohrenbusch, K. Gäbel, A. v. Hagel, H. Kreienbrink, Th. Liebich, T. Prinz, M. Reif, A. Rieck BIM für Architekten Fragen Antworten Müller Rudolf, 2016 K. Hausknecht, Th. Liebich BIM-Kompendium - Building Information Modeling als neue Planungsmethode VDE Verlag, 2016

29 Vielen Dank.